JP6816489B2

JP6816489B2 - 射出成形品およびその製造方法

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Publication number: JP6816489B2
Application number: JP2016238708A
Authority: JP
Inventors: 陽中島; 中島　　陽; 塚本　宗夫; 宗夫塚本; 雅間簔
Original assignee: Konica Minolta Inc
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Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2036-12-08
Also published as: JP2018095678A

Description

本発明は、射出成形品およびその製造方法に関する。

熱可塑性樹脂は、添加物の添加によって種々の特性を付与することができ、また、射出成形によって種々の形状に形作ることができることから、様々な分野において有用な材料として利用されている。このような射出成形品には、例えば、熱伝導性、絶縁性、流動性、低線膨張率などの種々の特性を付与することを目的として、ポリフェニレンスルフィド樹脂と、タルクと、ガラス繊維とを材料とする成形品が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記のような射出成形品は、その材料中に繊維状フィラーを有すると、射出成形品の表面に繊維状フィラーが現れ、射出成形品の表面における樹脂成形品特有の美観（表面の見た目における滑らかさ）が損なわれることがある。

これに対して、フィラーの添加により射出成形品の剛性を高めるとともに美観の低下を抑制する方法として、射出成形品用の、ガラス繊維とポリカーボネートとからなる材料組成物に低分子量重合体成分をさらに添加して射出成形することにより、その表面に樹脂層を有する射出成形品を製造する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１０−２８５５８１号公報特開平９−１２８５８号公報

繊維状フィラー以外のフィラーを射出成形品の材料に用いる場合では、射出成形品の剛性の向上効果が不十分になることがある。上記樹脂層を有する射出成形品は、上記の美観を有するが、射出成形品の表面およびその近傍の剛性が不十分となることがあり、また、当該表面の剥離が生じることがある。このように、繊維状フィラーを材料に含有する射出成形品では、その剛性と美観とを両立させる観点から検討の余地が残されている。

本発明は、剛性と美観との両方を有する射出成形品を提供することを課題とする。

本発明は、上記の課題を解決するための一手段として、第１の熱可塑性樹脂および繊維状フィラーを溶融混練してなる第１の混練物と、第２の熱可塑性樹脂および粒状フィラーを溶融混練してなる第２の混練物とを混合する工程、および、得られた混合物を材料として射出成形する工程、を含み、上記第１の混練物および上記第２の混練物には、せん断速度１×１０^３／秒での上記第１の混練物のせん断粘度Ａが上記せん断速度での上記第２の混練物のせん断粘度Ｂよりも大きな混練物をそれぞれ用いる射出成形品の製造方法、を提供する。

また、本発明は、上記の課題を解決するための他の手段として、第１の熱可塑性樹脂および繊維状フィラーを溶融混練してなる第１の混練物と、第２の熱可塑性樹脂および粒状フィラーを溶融混練してなる第２の混練物との混合物を材料とする射出成形によって製造された射出成形品であって、上記第１の熱可塑性樹脂および上記繊維状フィラーが内側に、上記第２の熱可塑性樹脂および上記粒状フィラーが外側にそれぞれ偏在している射出成形品、を提供する。

本発明によれば、剛性と美観との両方を有する射出成形品を提供することができる。

本発明の実施の形態における射出成形品の製造方法の一例を概略的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明の一実施の形態における射出成形品の製造方法は、第１の混練物および第２の混練物を混合し、得られた混合物を材料として射出成形する。第１の混練物および第２の混練物は、射出成形の材料として公知の形態であればよい。このような形態の例には、ペレット、フレークおよび破砕物が含まれる。

上記第１の混練物および第２の混練物の混合は、両混練物が射出成形時にシリンダ内において一様な組成物となるのに十分な程度に混合されればよく、上記第１の混練物および第２の混練物の混合は、射出成形における材料の混合の通常の方法によって行うことができる。たとえば、上記混合は、ドライブレンドであり、タンブラーを用いて行うことが可能である。

また、上記射出成形は、樹脂材料を用いる通常の条件によって行うことが可能である。このような射出条件は、第１および第２の混練物中の樹脂の種類などに応じて適宜に決めることが可能である。

上記第１の混練物は、第１の熱可塑性樹脂および繊維状フィラーを含有する組成物の溶融混練物である。上記第２の混練物は、第２の熱可塑性樹脂および粒状フィラーを含有する組成物の溶融混練物である。

上記第１の熱可塑性樹脂および第２の熱可塑性樹脂は、後述するせん断粘度の要件を満たす範囲において、適宜に選ぶことが可能である。第１および第２の熱可塑性樹脂は、同じであってもよいし異なっていてもよい。上記第１の熱可塑性樹脂および上記第２の熱可塑性樹脂には同じ熱可塑性樹脂を用いることが、後述のせん断粘度の要件を容易に達成する観点、および、射出成形時における両混練物の相溶性を高める観点から好ましい。

上記第１の熱可塑性樹脂および上記第２の熱可塑性樹脂の例には、ポリカーボネート、スチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラートおよびポリブチレンテレフタレートが含まれる。上記ポリカーボネートの例には、芳香族ポリカーボネートが含まれる。上記スチレン系樹脂の例には、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリスチレン（ＰＳ）、および、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）が含まれる。

上記第１の熱可塑性樹脂および上記第２の熱可塑性樹脂には、それぞれ、芳香族ポリカーボネートまたはスチレン系樹脂を用いることが、上記射出成形品における剛性や靱性などの機械特性およびコストの観点から好ましい。

上記繊維状フィラーは、繊維そのものによるフィラーであってもよいし、例えばウィスカ状のフィラーのように繊維状の部分を含むフィラーであってもよい。繊維状とは、平均太さが２０μｍ以下であり、かつアスペクト比（長径／短径の比）が５以上となる形を言う。繊維状フィラーは、一種でもそれ以上でもよい。

繊維状フィラーの長さは、第１の混練物を調製する際の溶融混練や、その後の射出成形時において繊維状フィラーがある程度折れることから、短すぎると、射出成形品の強度（剛性）が不十分になることがある。しかしながら、長すぎると、射出成形品の上記美観に悪影響を及ぼす傾向があり、上記美観が不十分となることがあり、また、繊維状フィラーの第１の混練物中での均一な分散が不十分になることがある。射出成形品の十分な剛性を実現する観点から、射出成形品中における繊維状フィラーの平均繊維長は、１００μｍ以上であることが好ましく、繊維状フィラーの分散性の観点から３００μｍ以下であることが好ましい。

上記粒状フィラーにおける粒状は、繊維状ではない形状であり、例えば球状であってもよいし、樹脂組成物の破砕物のように不定形であってもよい。粒状フィラーのアスペクト比は、５未満であればよいが、２以下であることが好ましく、１．５以下であることがより好ましい。上記粒状フィラーは、一種でもそれ以上でもよい。

上記粒状フィラーは、大きすぎると射出成形品の上記美観が損なわれることがある。上記粒状フィラーの大きさは、射出成形品の美観および剛性のそれぞれの観点において、小さい程好ましい。たとえば、粒状フィラーの平均最大径は、５０μｍ以下であることが好ましい。

上記繊維状フィラーおよび粒状フィラーの材料は、樹脂組成物におけるフィラー（骨材）に通常用いられる無機化合物から適宜に選ぶことが可能である。繊維状フィラーの材質と粒状フィラーの材質とは、同じであってもよいし異なっていてもよい。上記のフィラーの材料の例には、ガラス、タルク、マイカおよびカーボンが含まれる。

上記繊維状フィラーには、第１の混練物の材料として、その繊維長が３ｍｍ以上であるガラス繊維を用いることが、射出成形品の機械物性およびコストの観点から好ましい。また、上記粒状フィラーには、ガラス製の粒子を用いることが、上記の観点から好ましい。

上記繊維状フィラーおよび上記粒状フィラーの形状および大きさは、樹脂組成物中のフィラーの形状、大きさを測定するための通常の方法によって求めることが可能である。たとえば、上記フィラーの形状および大きさは、上記混練物または射出成形品の断面の拡大画像の解析によって求めることが可能である。

上記第１の混練物および上記第２の混練物には、せん断速度１×１０^３／秒での上記第１の混練物のせん断粘度Ａが上記せん断速度での上記第２の混練物のせん断粘度Ｂよりも大きな混練物をそれぞれ用いる。すなわち、上記せん断粘度Ｂに対する上記せん断粘度Ａの比（Ａ／Ｂ）は、１．０よりも大きい。当該比が１．０以下であると、射出成形品における美観が損なわれやすい。射出成形品の剛性および美観の両方を十分に発現させる観点から、上記比は、１．５以上であることが好ましい。上記比は、大きすぎると、それによる効果が頭打ちになることから、所期の剛性および美観を十分に発現させる範囲内で適宜にその上限値を決めてよい。

上記せん断粘度Ａ、Ｂは、樹脂組成物のせん断粘度を測定する通常の方法によって求めることが可能であり、例えば、株式会社東洋精機製作所製のキャピログラフを用いて測定することが可能である。

また、上記せん断粘度Ａ、Ｂおよびそれらの上記比は、樹脂組成物のせん断粘度を調整する通常の方法によって調整することが可能であり、例えば、第１の混練物および第２の混練物における樹脂材料の種類、第１の混練物における繊維状フィラーの含有量または第２の混練物における粒状フィラーの含有量、第１の混練物および第２の混練物の溶融混練の条件、によって調整することが可能である。

上記第１、第２の熱可塑性樹脂、繊維状フィラーおよび粒状フィラーの上記混練物中の含有量は、射出成形品における含有量に応じて決めることが可能であり、射出成形品における上記成分の含有量は、所期の効果が得られる範囲において適宜に決めることが可能である。

たとえば、上記射出成形品において、上記第１の熱可塑性樹脂および上記第２の熱可塑性樹脂の含有量が少なすぎると、上記フィラーの含有量が相対的に多くなることによって美観が損なわれることがあり、多すぎると上記フィラーの含有量が相対的に少なくなることによって剛性が不十分になることがある。また、上記繊維状フィラーの含有量が少なすぎると、射出成形品の剛性が不十分となることがあり、多すぎると美観が損なわれることがある。また、上記粒状フィラーの含有量が少なすぎると、射出成形品の美観が損なわれることがあり、多すぎると剛性が不十分となることがある。

このように、射出成形品における剛性と美観とのそれぞれを高める観点から、上記第１の熱可塑性樹脂および上記第２の熱可塑性樹脂の総量の含有量は、上記射出成形品における上記第１の熱可塑性樹脂、上記第２の熱可塑性樹脂、上記繊維状フィラーおよび上記粒状フィラーの総量に対して、７０〜８５質量％であることが好ましく、上記繊維状フィラーの含有量は、１０〜２０質量％であることが好ましく、上記粒状フィラーの含有量は、５〜１０質量％であることが好ましい。

上記射出成形品は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、前述した第１の熱可塑性樹脂、第２の熱可塑性樹脂、繊維状フィラーおよび粒状フィラー以外の他の成分をさらに含有していてもよい。当該他の成分の例には、着色剤、難燃剤、紫外線吸収剤およびエラストマーが含まれる。これらの他の成分の上記射出成形品における含有量は、本実施の形態の効果とともに当該他の成分による効果が得られる範囲において適宜に決めることが可能である。

上記他の成分は、第１の混練物および第２の混練物の一方または両方に添加されていてもよいし、上記混合物の一材料として添加されてもよい。なお、本実施の形態では、上記他の成分が前述した第１の熱可塑性樹脂、第２の熱可塑性樹脂、繊維状フィラーおよび粒状フィラーに該当する場合には、それらとして扱われる。

また、上記射出成形品の製造方法は、前述した混練物の混合工程、および得られた混合物の射出成形工程以外の他の工程をさらに含んでいてもよい。当該他の工程の例には、第１の熱可塑性樹脂および繊維状フィラーを溶融混練して第１の混練物を生成する第１の溶融混練工程、第２の熱可塑性樹脂および粒状フィラーを溶融混練して第２の混練物を生成する第２の溶融混練工程、両混練物のそれぞれを射出成形の材料用の形状に加工する造粒工程、および、両混練物の混合物を射出成形前に乾燥させる工程、が含まれる。これらの他の工程は、前述したせん断粘度の比の要件が満たされる範囲において、樹脂組成物の射出成形で行われる通常の条件で行うことが可能である。

上記射出成形品は、上記第１および第２の熱可塑性樹脂、繊維状フィラーおよび粒状フィラーを含有し、その内側に繊維状フィラーが、そしてその外側に粒状フィラーが偏在する。偏在とは、偏った分布を有して存在することを意味する。すなわち、上記射出成形品において、上記繊維状フィラーは、射出成形品の内側へ偏って分布しており、上記粒状フィラーは、射出成形品の表面側へ偏って分布している。このような偏った分布は、所定の方向に向けての存在割合の増加または減少を含んでいてもよいし、そのような増減を含んでいなくてもよい。また、上記の分布の偏りが見られる範囲において、繊維状フィラーの一部が射出成形品の表面側に存在していてもよいし、粒状フィラーの一部が射出成形品の内部（中央部）に存在していてもよい。

上記射出成形品の剛性および美観は、当該射出成形品の用途に応じて適宜に決めることが可能である。たとえば、上記射出成形品は、プリンタなどの電気機器の構造材（外装材および内装材など）に使用することが可能である。このような外観と強度の両方を要求される用途において、上記射出成形品は、要求される剛性を満足するために、２７００ＭＰａ以上の曲げ弾性率を有することが好ましく、要求される外観上の滑らかさ（美観）を満足するために、５以下の十点平均粗さ（Ｒｚ）を有することが好ましい。

以下、本実施の形態について図を用いてより詳しく説明する。図１は、本実施の形態における射出成形品の製造方法の一例を概略的に示す図である。

本実施の形態では、上記せん断粘度のより大きな第１の混練物３ａと、せん断粘度がより小さな第２の混練物３ｂとの混合物（例えばドライブレンドによる混合物）を射出成形の材料に用いる。たとえば、第１の熱可塑性樹脂１ａと繊維状フィラー２ａとを溶融混練することによって第１の混練物３ａが生成される。同様に、第２の熱可塑性樹脂１ｂと粒状フィラー２ｂとを溶融混練することによって第２の混練物３ｂが生成される。これらの混練物は、例えばペレットとして生成される。

第１の混練物３ａと第２の混練物３ｂは、ドライブレンドなどの射出成形に関する公知の方法によって十分に混合され、得られた混合物が、射出成形機に投入される。射出成形機のシリンダ内では、両混練物は、一様の組成物４になるが、組成物４には、繊維状フィラーが豊富な領域４ａと粒状フィラーが豊富な領域４ｂとが混在すると考えられる。

第１の混練物３ａの上記せん断粘度Ａは、第２の混練物３ｂの上記せん断粘度Ｂよりも高いことから、上記シリンダ内において、繊維状フィラーが豊富な領域４ａは、粒状フィラーが豊富な領域４ｂのそれよりも高い粘性を呈すると考えられる。その結果、射出成形において、図中のＹ方向の両側に配置されている不図示の金型に組成物４がＸ方向に沿って射出されたときに、組成物４は、当該金型内においてファウンテンフローで流動し、組成物４におけるより低粘性な、粒状フィラーが豊富な領域４ｂが、繊維状フィラーが豊富な領域４ａに比べて金型の表面（射出成形品の表面）側に移動する。よって、射出成形品５では、金型によって形成される表面側（Ｙ方向における両側側）付近に粒状フィラー２ｂが、内側には繊維状フィラー２ａが偏在する構造が形成される、と考えられる。

繊維状フィラーは、射出成形品の剛性を高める効果が高いが、射出成形品の表面およびその近傍に存在すると、射出成形品の外観を悪化させる。これに対して、粒状フィラーは、射出成形品の外観の滑らかさを損ないにくいが、粒状フィラーによる射出成形品の剛性を高める効果は、繊維状フィラーのそれに比べて小さい。

本発明の実施の形態では、外観への影響が少ない粒状フィラーが射出成形品の表面およびその近傍に偏在し、剛性を高める効果が高い繊維状フィラーが射出成形品の、射出方向（Ｘ方向）を横断する断面における、金型の対向方向（Ｙ方向）における中央部に偏在する。このように繊維状フィラーをその内側に有する上記射出成形品は、上記繊維状フィラーが射出成形品の表面およびその近傍にも存在する場合に比べて、より高い剛性を発現すると考えられる。また、粒状フィラーが射出成形品の表面側に偏在することから、繊維状フィラーによる美観の低減が抑制され、射出成形品は、上記の美観を呈する。

以上の説明から明らかなように、上記射出成形品の製造方法は、第１の熱可塑性樹脂および繊維状フィラーを溶融混練してなる第１の混練物と、第２の熱可塑性樹脂および粒状フィラーを溶融混練してなる第２の混練物とを混合する工程、および、得られた混合物を材料として射出成形する工程、を含み、上記第１の混練物および上記第２の混練物には、せん断速度１×１０^３／秒での上記第１の混練物のせん断粘度Ａが上記せん断速度での上記第２の混練物のせん断粘度Ｂよりも大きな混練物をそれぞれ用いる。

また、上記射出成形品は、第１の熱可塑性樹脂および繊維状フィラーを溶融混練してなる第１の混練物と、第２の熱可塑性樹脂および粒状フィラーを溶融混練してなる第２の混練物との混合物を材料とする射出成形によって製造された射出成形品であって、上記第１の熱可塑性樹脂および上記繊維状フィラーが内側に、上記第２の熱可塑性樹脂よび上記粒状フィラーが外側にそれぞれ偏在している。よって、上記射出成形品は、剛性と美観との両方を有し、上記射出成形品の製造方法は、剛性と美観との両方を有する射出成形品を提供することができる。

上記第１の熱可塑性樹脂および上記第２の熱可塑性樹脂には同じ熱可塑性樹脂を用いることは、上記のせん断粘度の要件を容易に達成する観点、および、射出成形時における両混練物の相溶性を高める観点からより一層効果的である。

また、上記第１の混練物および上記第２の混練物には、上記せん断粘度Ｂに対する上記せん断粘度Ａの比が１．５以上である混練物をそれぞれ用いることは、射出成形品の剛性をさらに高める観点からより一層効果的である。

また、上記第１の熱可塑性樹脂および上記第２の熱可塑性樹脂には、それぞれ、芳香族ポリカーボネートまたはスチレン系樹脂を用いることが、上記射出成形品の機械特性およびコストの観点からより一層効果的である。

また、上記繊維状フィラーには、上記第１の溶融混練工程を含む場合において、その繊維長が３ｍｍ以上であるガラス繊維を用いることが、上記射出成形品の機械特性およびコストの観点からより一層効果的である。

また、上記粒状フィラーには、ガラス製の粒子を用いることが、上記射出成形品の機械特性およびコストの観点からより一層効果的である。

また、上記第１の熱可塑性樹脂、上記第２の熱可塑性樹脂、上記繊維状フィラーおよび上記粒状フィラーの総量に対して、上記第１の熱可塑性樹脂および上記第２の熱可塑性樹脂の総量の含有量が７０〜８５質量％であり、上記繊維状フィラーの含有量が１０〜２０質量％であり、上記粒状フィラーの含有量が５〜１０質量％であることは、射出成形品の剛性および美観の両方を十分に実現させる観点からより一層効果的である。

［実施例１］
ポリカーボネート、ガラス繊維およびガラスビーズを、この順で質量比にて８０：１５：５となるようにそれぞれ計量した。

上記ポリカーボネートには、住化スタイロンポリカーボネート株式会社製の「Ｃａｌｉｂｒｅ３０１−１０」（「ＣＡＬＩＢＲＥ」は、トリンセオヨーロッパ社の登録商標）を用いた。上記ガラス繊維には、日東紡績株式会社製の「ＣＳＦ３ＰＥ−４５５」を用いた。上記ガラス繊維の平均繊維長は３．８ｍｍであり、上記ガラス繊維の平均太さは１３μｍである。上記ガラスビーズには、日東紡績株式会社製の「ＰＦＥ−３０１」を用いた。上記ガラスビーズの平均粒径は１０μｍであり、上記ガラスビーズの平均円形度は０．６である。

計量した上記の材料のうち、ポリカーボネートとガラス繊維とを、ガラス繊維の含有量が４０質量％となる量で、二軸混練機を用いてシリンダ温度２７０℃、スクリュー回転数２００ｒｐｍで溶融混練し、直径２〜３ｍｍ程度、長さ３〜４ｍｍ程度の円筒状のペレットとして、第１の混練物１を得た。

また、計量した上記材料のうちの残り、すなわち５７．５質量部の上記ポリカーボネートと５質量部のガラスビーズとを、第１の混練物１と同様の条件で溶融混練し、上記ペレットとして第２の混練物１を得た。

第１の混練物１および第２の混練物１のそれぞれについて、溶融せん断速度１×１０^３／秒でのせん断粘度を、株式会社東洋精機製作所製のキャピラリーレオメーター「キャピログラフ１Ｄ」を用いて測定したところ、第１の混練物１の上記せん断粘度Ａは、１９０５Ｐａ秒であり、第２の混練物１の上記せん断粘度Ｂは、９００Ｐａ秒であり、せん断粘度Ｂに対するせん断粘度Ａの比Ｒη（Ａ／Ｂ）は２．１であった。

第１の混練物１と第２の混練物１とをタンブラーによってドライブレンドし、これらのペレットの混合物を得た。得られた混合物を１２５℃で４時間乾燥させ、その後、射出成形機のホッパーに投じ、射出成形して、射出成形品１を得た。上記射出成形の条件は、シリンダ温度３００℃、金型温度９０℃、射出速度３０ｍｍ／秒、保圧６０ＭＰａとした。

射出成形品１の形状は、ＪＩＳＫ７１７１に記載の寸法に準じている。すなわち、射出成形品１は、縦４ｍｍ、横１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの直方体形状を有している。

［実施例２］
ポリカーボネート、ガラス繊維およびガラスビーズを、この順で質量比にて７０：２０：１０となるようにそれぞれ計量した以外は、実施例１と同様にして射出成形品２を得た。本実施例において、上記せん断粘度Ａは１８９３Ｐａ秒であり、上記せん断粘度Ｂは１０１４Ｐａ秒であり、上記Ｒηは１．９であった。

［実施例３］
ポリカーボネート、ガラス繊維およびガラスビーズを、この順で質量比にて８５：１０：５となるようにそれぞれ計量した以外は、実施例１と同様にして射出成形品３を得た。本実施例において、上記せん断粘度Ａは１８８１Ｐａ秒であり、上記せん断粘度Ｂは８９５Ｐａ秒であり、上記Ｒηは２．１であった。

［実施例４］
ポリカーボネート、ガラス繊維およびガラスビーズを、この順で質量比にて７５：２０：５となるようにそれぞれ計量した以外は、実施例１と同様にして射出成形品４を得た。本実施例において、上記せん断粘度Ａは１８８０Ｐａ秒であり、上記せん断粘度Ｂは１３１０Ｐａ秒であり、上記Ｒηは１．４であった。

［実施例５］
ポリカーボネート、ガラス繊維およびガラスビーズを、この順で質量比にて９０：５：５となるようにそれぞれ計量した以外は、実施例１と同様にして射出成形品５を得た。本実施例において、上記せん断粘度Ａは１８９３Ｐａ秒であり、上記せん断粘度Ｂは９２５Ｐａ秒であり、上記Ｒηは２．０であった。

［実施例６］
ポリカーボネートに代えてアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）を用い、第１および第２の混練物を調製する際の溶融混練におけるシリンダ温度を２３０℃とし、射出成形前の混合物の乾燥温度を９０℃とし、射出成形時のシリンダ温度を２４０℃、金型温度を７０℃とした以外は、実施例１と同様にして射出成形品６を得た。上記ＡＢＳには、東レ株式会社製の「トヨラック７００−３１４」（「トヨラック」は同社の登録商法）を用いた。本実施例において、上記せん断粘度Ａは１０８４Ｐａ秒であり、上記せん断粘度Ｂは２７９Ｐａ秒であり、上記Ｒηは３．９であった。

［実施例７］
ＡＢＳ樹脂、ガラス繊維およびガラスビーズを、この順で質量比にて７０：２０：１０となるようにそれぞれ計量した以外は、実施例６と同様にして射出成形品７を得た。本実施例において、上記せん断粘度Ａは１０９９Ｐａ秒であり、上記せん断粘度Ｂは５３０Ｐａ秒であり、上記Ｒηは２．１であった。

［比較例１］
計量したポリカーボネート、ガラス繊維、ガラスビーズを一括で溶融混練して得た混練物のペレットを材料として射出成形を行った以外は、実施例１と同様にして射出成形品Ｃ１を得た。

［比較例２］
計量したＡＢＳ樹脂、ガラス繊維、ガラスビーズを一括で溶融混練して得た混練物のペレットを材料として射出成形を行った以外は、実施例６と同様にして射出成形品Ｃ２を得た。

［比較例３］
計量した上記の材料のうち、ポリカーボネートとガラス繊維とを、ガラス繊維の含有量が１５質量％となる量で計量して第１の混練物のペレットを作製した以外は、実施例１と同様にして射出成形品Ｃ３を得た。本比較例において、上記せん断粘度Ａは１０７９Ｐａ秒であり、上記せん断粘度Ｂは１２０６Ｐａ秒であり、上記Ｒηは０．９であった。

［比較例４］
ガラスビーズを用いず、ポリカーボネートおよびガラス繊維をこの順で質量比にて８０：２０となるようにそれぞれ計量し、これらを溶融混練して得た混練物のペレットを材料として射出成形を行った以外は、実施例１と同様にして射出成形品Ｃ４を得た。

［比較例５］
ガラス繊維に代えてガラスビーズを用い、ガラス繊維を用いなかった以外は比較例４と同様にして射出成形品Ｃ５を得た。

［評価］
（１）剛性
射出成形品１〜７およびＣ１〜Ｃ５のそれぞれについて、ＪＩＳＫ７１７１に準じた曲げ試験を行った。より詳しくは、株式会社エー・アンド・デイ製の万能材料試験機「テンシロン」を用い、押し込み速度を２ｍｍ／分とし、支点間距離を６４ｍｍとする測定条件にて、曲げ試験を行った。そして、曲げ弾性率Ｅｆを算出し、下記の基準により判定した。
◎：Ｅｆが３２００ＭＰａ以上
○：Ｅｆが２７００ＭＰａ以上３２００ＭＰａ未満
×：Ｅｆが２７００ＭＰａ未満

（２）外観
射出成形品１〜７およびＣ１〜Ｃ５のそれぞれについて、キーエンス社製ＶＫ−Ｘ１００を用いて、射出成形品の表面を観察し、当該表面の画像を解析して１０点粗さ平均Ｒｚを算出した。そして、下記基準により判定した。
○：Ｒｚが５μｍ未満
×：Ｒｚが５μｍ以上

（３）内部構造
射出成形品１〜７およびＣ１〜Ｃ５のそれぞれについて、その表面付近の部分と、それ以外の部分とに切断し、それぞれの部分の樹脂を燃やした後に残る繊維状フィラーの分布を観察した。その結果、射出成形品１〜７では、射出成形品の表面から離れる程、フィラー全体に対する繊維状フィラーの割合が増加する傾向が見られた。

射出成形品Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４では、繊維状フィラーがほぼ一様に分布しているように観察された。また、射出成形品Ｃ３では、繊維状フィラーがより表面側に分布する傾向が見られた。

実施例１〜７および比較例１〜５における材料の組成、物性および評価結果を表１に示す。表中、「ＰＣ」はポリカーボネートを表し、「ＡＢＳ」はＡＢＳ樹脂を表す。

表１から明らかなように、射出成形品１〜７は、いずれも、剛性および表面の美観の両方ともに十分であることがわかる。また、繊維状フィラーおよび粒状フィラーの総量が多いことが剛性を高める観点から有利であることがわかる。

これに対して、射出成形品Ｃ１〜Ｃ４は、いずれも、表面の美観が不十分である。射出成形品Ｃ１、Ｃ２については、繊維状フィラーと粒状フィラーとを一括で熱可塑性樹脂に投入して溶融混練したため、これらのフィラーが均一に分散し、繊維状フィラーが射出成形品の表面およびその近傍にも十分量存在し、その結果、射出成形品の表面が粗されため、と考えられる。

また、射出成形品Ｃ３では、第１の混練物が第２の混練物よりも流動性に優れるため、射出成形時における金型内でのファウンテンフローによって、第１の混練物由来の成分がより外側まで流れ、繊維状フィラーが射出成形品の表面およびその近傍まで到達し、その結果、射出成形品の表面が粗されるため、と考えられる。

また、射出成形品Ｃ４では、フィラーとして繊維状フィラーのみを含有するため、繊維状フィラーが射出成形品の全体に均一に分散し、繊維状フィラーが射出成形品の表面およびその近傍にも十分量存在し、その結果、射出成形品の表面が粗されるため、と考えられる。

射出成形品Ｃ５は、剛性が不十分である。これは、繊維状フィラーよりも剛性向上効果が小さい粒状フィラーのみをフィラーとして含有するため、と考えられる。

本発明によれば、フィラーの種類とせん断粘度が十分に異なる二種の溶融混練物とによって、剛性に優れ、かつ樹脂成形品に特有の、表面の見た目の滑らかさを有する射出成形品が得られる。したがって、本発明によれば、種々の樹脂材料を利用することが可能であり、また、上記のフィラーを含有することから樹脂材料の含有量を低減させることが可能である。よって、本発明によれば、上記射出成形品の生産性のさらなる向上と、その製造に伴う環境への負荷のさらなる低減との両立が期待される。

１ａ第１の熱可塑性樹脂
１ｂ第２の熱可塑性樹脂
２ａ繊維状フィラー
２ｂ粒状フィラー
３ａ第１の混練物
３ｂ第２の混練物
４組成物
４ａ繊維状フィラーが豊富な領域
４ｂ粒状フィラーが豊富な領域
５射出成形品

Claims

第１の熱可塑性樹脂および繊維状フィラーを溶融混練してなる第１の混練物と、第２の熱可塑性樹脂および粒状フィラーを溶融混練してなる第２の混練物とを混合する工程、および、得られた混合物を材料として射出成形する工程、を含み、
前記第１の混練物および前記第２の混練物には、せん断速度１×１０^３／秒での前記第１の混練物のせん断粘度Ａが上記せん断速度での前記第２の混練物のせん断粘度Ｂよりも大きな混練物をそれぞれ用い、
前記混合物における、前記第１の熱可塑性樹脂、前記第２の熱可塑性樹脂、前記繊維状フィラーおよび前記粒状フィラーの総量に対して、前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂の総量の含有量が７０〜８５質量％であり、前記繊維状フィラーの含有量が１０〜２０質量％であり、前記粒状フィラーの含有量が５〜１０質量％である、
射出成形品の製造方法。
前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂には同じ熱可塑性樹脂を用いる、請求項１に記載の射出成形品の製造方法。
前記第１の混練物および前記第２の混練物には、前記せん断粘度Ｂに対する前記せん断粘度Ａの比が１．５以上である混練物をそれぞれ用いる、請求項１または２に記載の射出成形品の製造方法。
前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂には、それぞれ、芳香族ポリカーボネートまたはスチレン系樹脂を用いる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の射出成形品の製造方法。
前記第１の熱可塑性樹脂および前記繊維状フィラーを溶融混練して前記第１の混練物を生成する第１の溶融混練工程をさらに含み、
前記繊維状フィラーには、その繊維長が３ｍｍ以上であるガラス繊維を用いる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の射出成形品の製造方法。
前記粒状フィラーには、ガラス製の粒子を用いる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の射出成形品の製造方法。
第１の熱可塑性樹脂および繊維状フィラーを溶融混練してなる第１の混練物と、第２の熱可塑性樹脂および粒状フィラーを溶融混練してなる第２の混練物との混合物を材料とする射出成形によって製造された射出成形品であって、
前記第１の熱可塑性樹脂、前記第２の熱可塑性樹脂、前記繊維状フィラーおよび前記粒状フィラーの総量に対して、前記第１の熱可塑性樹脂および前記第２の熱可塑性樹脂の総量の含有量が７０〜８５質量％であり、前記繊維状フィラーの含有量が１０〜２０質量％であり、前記粒状フィラーの含有量が５〜１０質量％であり、
前記第１の熱可塑性樹脂および前記繊維状フィラーが内側に、前記第２の熱可塑性樹脂および前記粒状フィラーが外側にそれぞれ偏在している、射出成形品。